Астраномы адкрылі гіганцкую чорную дзірку

Яе маса і асяроддзе не ўпісваюцца ў існуючыя мадэлі Сусвету.

Астраномаў збянтэжыла чорная дзірка масай 50 мільёнаў мас Сонца ў галактыцы, дзе амаль няма зорак. Навукоўцы лічаць, што гэта можа быць першасная чорная дзірка, якую раней ніколі не назіралі.

Калі астраномы назіраюць за раннім Сусветам, яны не чакаюць убачыць цалкам сфармаваныя галактыкі. Там павінны быць невялікія галактыкі з маладымі зоркамі і з растучымі невялікімі чорнымі дзіркамі. Але з дапамогай касмічнага тэлескопа Джэймса Ўэба астраномы выявілі гіганцкую чорную дзірку, якая існуе ў галактыцы амаль адна, практычна без зорак вакол яе. Існаванне гэтай чорнай дзіркі кідае выклік тэорыі пра тое, як нараджаюцца чорныя дзіркі. Магчыма, некаторыя чорныя дзіркі маглі сфармавацца яшчэ да з’яўлення зорак. Даследаванне апублікавана на серверы прэпрынтаў arXiv, піша Interesting Engineering.

Чорныя дзіркі і зоркі цесна звязаныя

Паводле існуючай тэорыі, чорныя дзіркі і зоркі цесна звязаныя. Зоркі ўтвараюцца з газавых воблакаў, і толькі пасля смерці масіўных зорак з’яўляюцца чорныя дзіркі. З цягам часу гэтыя чорныя дзіркі растуць, пажываючы газ і зліваючыся з іншымі чорнымі дзіркамі. Гэты працэс патрабуе мільярдаў гадоў, каб узнікла гіганцкая чорная дзірка, і астраномы спрабуюць зразумець, якім чынам надзвычай масіўныя чорныя дзіркі існавалі ўжо праз некалькі сотняў мільёнаў гадоў пасля Вялікага выбуху. Цяпер яны выявілі яшчэ адзін загадкавы аб’ект, які парушае правілы фарміравання галактык у Сусвеце.

Загадкавая чорная дзірка

З дапамогай касмічнага тэлескопа Джэймса Ўэба астраномы выявілі дзіўную галактыку, названую Abell 2744-QSO1, якая існавала 13,1 млрд гадоў таму, то бок праз 700 млн гадоў пасля Вялікага выбуху. Высветлілася, што ў гэтай галактыцы знаходзіцца велізарная чорная дзірка, чыя маса ў 50 мільёнаў разоў перавышае масу Сонца. Найбольш цікава тое, што ў гэтай галактыцы амаль няма зорак.

Гэтая сітуацыя прадстаўляе вялікую загадку, бо лічыцца, што спачатку ў галактыцы фарміруюцца зоркі, а ўжо потым з’яўляюцца чорныя дзіркі. Таксама лічыцца, што галактыкі растуць разам з цэнтральнымі чорнымі дзіркамі, але тут выяўлена супярэчнасць: ёсць велізарная чорная дзірка, вакол якой амаль няма зорак, а значыць, галактыка яшчэ не цалкам сфарміраваная. У гэтай галактыцы занадта мала зорнай масы, каб патлумачыць наяўнасць такой велізарнай чорнай дзіркі.

Магчыма, гэта чорная дзірка, якую яшчэ ніколі не назіралі

Каб вырашыць гэтую загадку, астраномы звярнуліся да гіпотэзы, прапанаванай у 1970-х гадах фізікам Стывенам Хокінгам, згодна з якой у раннім Сусвеце маглі існаваць першасныя чорныя дзіркі. Але іх яшчэ ніхто ніколі не назіраў.

Замест таго, каб узнікнуць у выніку смерці масіўных зорак, першасныя чорныя дзіркі маглі паўстаць непасрэдна праз экстрэмальныя змены шчыльнасці ў Сусвеце неўзабаве пасля Вялікага выбуху. Большасць такіх чорных дзір павінна была быць крошачнымі і нядоўгавечнымі. Але існуе верагоднасць, што некаторыя з іх маглі захавацца і вырасці ў значна больш буйныя чорныя дзіркі, такія, як у галактыцы Abell 2744-QSO1.

Астраномы стварылі мадэлі, якія паказалі, як газ паводзіць сябе вакол першапачатковай першаснай чорнай дзіркі, як зоркі могуць пазней фарміравацца паблізу і як рэчыва памерлых зорак можа сілкаваць растучы аб’ект.

Навукоўцы параўналі атрыманыя вынікі з назіраннямі за выяўленай чорнай дзіркай і знайшлі шмат супадзенняў. Іх прагнозы адносна канчатковай масы чорнай дзіркі супадаюць з тым, што насамрэч назіралі астраномы. Таму аўтары даследавання кажуць, што магчымасць існавання масіўных першасных чорных дзір у раннім Сусвеце становіцца больш дапушчальнай.

Мадэляванне паказвае, што першасныя чорныя дзіркі сапраўды маглі быць жыццяздольнай крыніцай для выяўленай гіганцкай чорнай дзіркі.

Але, паводле астраномаў, найбольшыя звышмасіўныя чорныя дзіркі ў стандартных сімуляцыях першасных чорных дзір звычайна маюць масу каля 1 мільёна мас Сонца, аднак выяўленая чорная дзірка мае ў 50 разоў большую масу. Першасныя чорныя дзіркі маглі ўтварацца ў шчыльных групах у раннім Сусвеце, што дазволіла ім злівацца адна з адной і досыць хутка набіраць масу.

Але ёсць яшчэ адна праблема. Для ўтварэння першасных чорных дзір могуць спатрэбіцца інтэнсіўныя ўспышкі высокаэнергетычнага выпраменьвання, напрыклад ад выбуху бліжэйшай зоркі, але такой крыніцы выпраменьвання пакуль не выяўлена.

Чорная дзірка ў галактыцы Abell 2744-QSO1 можа быць прадуктам зліцця першасных чорных дзір, але гэта яшчэ трэба даказаць.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас charter97@gmail.com